【量子計算】プログラムの書き換えができる小型量子コンピューター
Nature
小型量子コンピューターにおいてプログラムの書き換えができるという特性は実現が難しかったが、その実現を報告する論文が、今週掲載される。このデバイスは、スケールアップして大型の量子コンピューターを構築できる可能性があるが、実証されていない。
量子コンピューターは、特定の問題の解を従来のコンピューターより迅速に導き出せるが、これまでに実証された量子コンピューターシステムの大部分は、限られた数の課題しか実行できず、再構成することが難しかった。このほどShantanu Debnathたちが構築した新しいコンピューターは、わずか5ビットの量子情報（5キュービット）によって作られており、ある程度の数の量子アルゴリズムを実行できることが実証された。これらの量子アルゴリズムの一部は、量子効果を用いて、従来のコンピューターでは数回の演算を必要とする数値計算をワンステップで実行できる。
それぞれのキュービットは、5つのトラップされたイオンに保持されており、レーザーで操作し、ハードウェアを改変せずに再構成できる。Debnathたちは、この量子コンピューターシステムが約98％の精度で基本的な演算を実行できることを報告し、このシステムにキュービットを追加でき、複数のモジュールを接続して計算能力を高めることができるという考えも示している。
A small quantum computer that is reprogrammable - a property that has been difficult to implement - is reported in this week’s Nature. The device has the potential to be scaled up to build a bigger quantum computer, although this possibility has not yet been demonstrated.
Quantum computers can solve certain problems faster than conventional computers, but most of the systems demonstrated to date can only perform limited tasks and are difficult to reconfigure. A new computer constructed by Shantanu Debnath and colleagues is made up of just five bits of quantum information (qubits) and is shown to perform a number of different quantum algorithms. Some of these algorithms use quantum effects to perform a mathematical calculation in a single step, whereas a conventional computer would require several operations.
The qubits are stored in five trapped ions that can be manipulated with lasers and can be reconfigured without altering the hardware. This system can perform basic operations with an accuracy of around 98%, the authors report. They propose that more qubits could be added to the system, and multiple modules could be connected to increase the computational potential.
doi: 10.1038/nature18648
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